一种无电解电容的反激式开关电源及电子设备的制作方法

本发明涉及反激式开关电源领域，尤其涉及一种无电解电容的反激式开关电源及电子设备。

背景技术：

现有的反激式开关电源具有能高效提供多路直流输出以及适合多组输出要求的优点。参见图1所示，现有的反激式开关电源包括有瞬变滤波电路、整流电路、rcd电路(又称rcd吸收电路)、开关电源电路、反馈电路和输出整流电路。其中：

在瞬变滤波电路中，当市电接入开关电源lin和nin之后，首先进入瞬变滤波电路，该瞬变滤波电路由压敏电阻rv1、绕线电阻r1、工字电感l1和x电容c2组成，压敏电阻rv1用于抑制市电瞬变中的尖峰，x电容c2及工字电感l1对差模干扰起滤波作用，绕线电阻r1用来增加线路的阻抗可抑制开机时产生的浪涌电流。

在整流电路中，交流电压通过四个整流二极管vd1～vd4整流成高压直流，高压电解电容ce1和高压电解电容ce2主要用于储能、滤波作用，使开关电源工作状态保持稳定，输出端的电流及电压更平滑。

在rcd电路中，rcd电路由电容c1、电阻r3和二极管vd5组成，该rcd电路用于吸收因变压器漏感产生的漏感尖峰电压。

开关电源电路是由开关电源芯片n1、变压器t1及周边外围器件二极管vd7、电容c5、高压电解电容ce5、电容c6、电容c7、电阻r10、电阻r11、电阻r7和电阻r8组成开关电源电路的核心工作部分。

反馈电路主要由光耦e1、稳压管vd8、电阻r6和电阻r9组成，该反馈电路负责将输出电压信号完成采样，将采样信号反馈至开关电源芯片n1，用于调节开关电源芯片n1的工作状态。

输出整流电路主要由整流二极管vd6、电阻r5、电容ce3、电容ce4、电容c3和电容c4组成，该输出整流电路将变压器存储的能量转换为直流电压输出，供给负载使用。

但是，上述的反激式开关电源也存在一些缺点：

首先，由于在反激式开关电源的整流后端放置了价格较高的高压电解电容ce1和高压电解电容ce2，导致增加了整个反激式开关电源方案的经济成本；

其次，通过将多个高压电解电容串联，虽然可以满足反激式开关电源的耐压要求，但是却需要增加额外的并联电阻做分压处理，这给开关电源器件布局带来难度；

再者，由于高压电解电容的本身漏电流以及并联分压电阻，导致增加了反激式开关电源的额外静态功耗。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种无电解电容的反激式开关电源。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述反激式开关电源的电子设备。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种无电解电容的反激式开关电源，包括：

瞬变滤波电路；

整流电路，与瞬变滤波电路连接，

rcd电路，连接整流电路；

开关电源电路，连接rcd电路；

反馈电路，连接开关电源电路；

以及输出整流电路；

其中，所述整流电路具有整流二极管vd1、整流二极管vd2、整流二极管vd3和整流二极管vd4，所述整流二极管vd1的正极连接所述整流二极管vd3的负极，所述整流二极管vd2的正极连接所述整流二极管vd4的负极，所述整流二极管vd1的负极和所述整流二极管vd2的负极分别连接rcd电路的电流输入端；所述整流二极管vd3的正极和所述整流二极管vd4的正极分别连接功率接地端pgnd；

其特征在于，所述整流电路还设置有非电解电容c10，非电解电容c10的第一端分别连接整流二极管vd1的负极和整流二极管vd2的负极，非电解电容c10的第二端连接功率接地端pgnd。

可选择地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述非电解电容c10为安规x电容或安规y电容或瓷片电容。

改进地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述瞬变滤波电路包括电阻r1、电感l1、电容c2和压敏电阻rv1，电阻r1的第一端分别连接lin端和压敏电阻rv1的第一端，电阻r1的第二端连接电感l1的第一端，电感l1的第二端连接电容c2的第一端，电容c2的第二端分别连接nin端和压敏电阻rv1的第二端。

进一步地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述rcd电路包括电阻r3、电容c1和二极管vd5，电阻r3的第一端分别连接整流二极管vd1的负极、整流二极管vd2的负极以及电容c1的第一端，电阻r3的第二端和电容c1的第二端分别连接二极管vd5的负极，二极管vd5的正极连接开关电源电路；其中，电阻r3的第一端即为rcd电路的电流输入端。

再进一步地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述开关电源电路包括开关电源芯片n1、变压器t1、二极管vd7、电容c5、高压电解电容ce5、电容c6、电容c7、电阻r10、电阻r11、电阻r7和电阻r8；其中：

所述开关电源芯片n1具有gnd脚、vcc脚、fset脚、pro脚、fb脚、d脚和s脚；

所述变压器t1连接二极管vd5的正极，二极管vd7的正极连接功率接地端pgnd，二极管vd7的负极分别连接电容c5的第一端和高压电解电容ce5的第一端，容c5的第二端和高压电解电容ce5的第二端分别连接功率接地端pgnd；

所述电容c6的第一端连接开关电源芯片n1的fb脚，所述电容c7的第一端连接开关电源芯片n1的fset脚，所述电阻r10的第一端连接开关电源芯片n1的fset脚，所述电阻r11的第一端连接开关电源芯片n1的pro脚；所述电容c6、电容c7、电阻r10、电阻r11以及开关电源芯片n1的gnd脚分别连接功率接地端pgnd；

所述开关电源芯片n1的d脚连接二极管vd5的正极，所述电阻r7的第一端和电阻r8的第一端分别连接开关电源芯片n1的s脚，电阻r7的第二端和电阻r8的第二端分别连接功率接地端pgnd。

再进一步地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述反馈电路包括光耦e1、稳压管vd8、电阻r6和电阻r9，电阻r6的第一端连接第一预设电压端，电阻r6的第二端分别连接电阻r9的第一端以及光耦e1的第一输入端，电阻r9的第二端分别连接光耦e1的第二输入端以及稳压管vd8的负极，稳压管vd8的正极连接一接地端fgnd。

更进一步地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述输出整流电路包括整流二极管vd6、电阻r5、电容ce3、电容ce4、电容c3和电容c4，整流二极管vd6的正极连接电容c3的第一端，电容c3的第二端连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端分别连接整流二极管vd6的负极、电容ce3的正极、电容ce4的正极、电容c4的正极以及第二预设电压端，电容ce3的负极、电容ce4的负极和电容c4的负极分别连接接地端fgnd。

优选地，在所述无电解电容的反激式开关电源中，所述第一预设电压端和第二预设电压端的电压值相同。

具体地，在该发明中，所述第一预设电压端和第二预设电压端的电压值均为16v。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：电子设备，其特征在于，应用有任一项所述的反激式开关电源。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

相较于传统的反激式开关电源采用两个价格较高的高压电解电容(高压电解电容ce1和高压电解电容ce2)以及并联电阻一起作用以实现分压效果的情况，该发明中的反激式开关电源采用的非电解电容c10具有较低的价格，而且只需要一个非电解电容c10就可以取代两个高压电解电容和并联电阻，使得非电解电容c10独自实现分压效果，这样不仅降低了反激式开关电源方案的经济成本，而且还节约了开关电源器件的布局空间，提高了布局空间利用率。

另外，由于非电解电容c10不存在漏电流，并且也不需要额外设置并联分压电阻，就可以降低反激式开关电源的额外静态功耗。

附图说明

图1为现有的反激式开关电源的电路示意图；

图2为本实施例中的反激式开关电源的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图2所示，本实施例提供一种无电解电容的反激式开关电源，包括：

瞬变滤波电路；

整流电路，与瞬变滤波电路连接，

rcd电路，连接整流电路；

开关电源电路，连接rcd电路；

反馈电路，连接开关电源电路；

以及输出整流电路；

其中，整流电路具有整流二极管vd1、整流二极管vd2、整流二极管vd3、整流二极管vd4和非电解电容c10，整流二极管vd1的正极连接整流二极管vd3的负极，整流二极管vd2的正极连接整流二极管vd4的负极，整流二极管vd1的负极和整流二极管vd2的负极分别连接rcd电路的电流输入端；整流二极管vd3的正极和整流二极管vd4的正极分别连接功率接地端pgnd；非电解电容c10的第一端分别连接整流二极管vd1的负极和整流二极管vd2的负极，非电解电容c10的第二端连接功率接地端pgnd。需要说明的是，此处的非电解电容c10可以是安规x电容或安规y电容或瓷片电容。

再参见图2中所示的：

瞬变滤波电路包括电阻r1、电感l1、电容c2和压敏电阻rv1，电阻r1的第一端分别连接lin端和压敏电阻rv1的第一端，电阻r1的第二端连接电感l1的第一端，电感l1的第二端连接电容c2的第一端，电容c2的第二端分别连接nin端和压敏电阻rv1的第二端。

rcd电路包括电阻r3、电容c1和二极管vd5，电阻r3的第一端分别连接整流二极管vd1的负极、整流二极管vd2的负极以及电容c1的第一端，电阻r3的第二端和电容c1的第二端分别连接二极管vd5的负极，二极管vd5的正极连接开关电源电路；其中，电阻r3的第一端即为rcd电路的电流输入端。

开关电源电路包括开关电源芯片n1、变压器t1、二极管vd7、电容c5、高压电解电容ce5、电容c6、电容c7、电阻r10、电阻r11、电阻r7和电阻r8；其中：

开关电源芯片n1具有gnd脚、vcc脚、fset脚、pro脚、fb脚、d脚和s脚；

变压器t1连接二极管vd5的正极，二极管vd7的正极连接功率接地端pgnd，二极管vd7的负极分别连接电容c5的第一端和高压电解电容ce5的第一端，容c5的第二端和高压电解电容ce5的第二端分别连接功率接地端pgnd；

电容c6的第一端连接开关电源芯片n1的fb脚，电容c7的第一端连接开关电源芯片n1的fset脚，电阻r10的第一端连接开关电源芯片n1的fset脚，电阻r11的第一端连接开关电源芯片n1的pro脚；电容c6、电容c7、电阻r10、电阻r11以及开关电源芯片n1的gnd脚分别连接功率接地端pgnd；

开关电源芯片n1的d脚连接二极管vd5的正极，电阻r7的第一端和电阻r8的第一端分别连接开关电源芯片n1的s脚，电阻r7的第二端和电阻r8的第二端分别连接功率接地端pgnd。

反馈电路包括光耦e1、稳压管vd8、电阻r6和电阻r9，电阻r6的第一端连接第一预设电压端，电阻r6的第二端分别连接电阻r9的第一端以及光耦e1的第一输入端，电阻r9的第二端分别连接光耦e1的第二输入端以及稳压管vd8的负极，稳压管vd8的正极连接一接地端fgnd。

输出整流电路包括整流二极管vd6、电阻r5、电容ce3、电容ce4、电容c3和电容c4，整流二极管vd6的正极连接电容c3的第一端，电容c3的第二端连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端分别连接整流二极管vd6的负极、电容ce3的正极、电容ce4的正极、电容c4的正极以及第二预设电压端，电容ce3的负极、电容ce4的负极和电容c4的负极分别连接接地端fgnd。其中，在该实施例中，第一预设电压端和第二预设电压端的电压值相同，例如，第一预设电压端和第二预设电压端的电压值均设置为16v。

以下结合图2，对该实施例中的反激式开关电源工作原理情况做出说明：

反激式开关电源的整流电路将市电输入的50hz的交流电压转换为100hz的含有直流分量的交流电压，然后由整流电路的非电解电容c10将上述100hz的交流电压进行平波处理以变成直流平台电压；

开关电源工作在高频状态50khz左右，因前端交流能源供给周期长，一般都为ms级别，开关电源在正常工作时无法在us级别的短时间内拉低上述的直流平台电压。因此，开关电源在轻载工作时，非电解电容c10的容值足以满足功率需求。当开关电源在重载工作时，经过非电解电容c10滤波的直流平台电压随着开关电源输出功率的上升而下降，纹波电压也增大。此时，开关电源工作状态随着直流平台电压变化而发生改变，逐渐进入在连续模式与断续模式之间来回切换的工作状态，同时反馈电压逐渐抬高，直至进入过载保护机制，整流电路可在该过载保护机制的延时过程中通过非电解电容c10进行储能，以重新拉高直流平台电压，这样就避免了开关电源在10ms内进入过载保护机制。

该实施例的反激式开关电源通过使用成本较低的非电解电容c10，可以实现开关电源轻载工作，而且还同时利用开关电源过载保护延时机制实现了电源重载工作。

相较于传统的反激式开关电源采用两个价格较高的高压电解电容(高压电解电容ce1和高压电解电容ce2)以及并联电阻实现分压效果的情况，该实施例的反激式开关电源所采用的非电解电容c10具有较低的价格，而且只需要一个非电解电容c10就可以取代两个高压电解电容和并联电阻，使得非电解电容c10独自实现分压效果，这样不仅降低了反激式开关电源方案的经济成本，而且还节约了开关电源器件的布局空间，提高了布局空间利用率。当然，由于非电解电容c10不存在漏电流，并且也不需要额外设置并联分压电阻，就可以降低反激式开关电源的额外静态功耗。

另外，该实施例还提供了一种电子设备，该电子设备应用有上述的反激式开关电源。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。